專利名稱：切換調節(jié)電路及其控制電路和用于其中的輸入電壓偵測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種切換調節(jié)電路及其控制電路、及用于其中的輸入電壓偵測方法，特別是指一種可更正確判斷功率級電路電源是否就緒的切換調節(jié)電路及其控制電路與相關方法。
背景技術：
切換調節(jié)電路的作用是將輸入電壓轉換為輸出電壓(或輸出電流)，通常由一控制芯片控制一功率級電路來達成，其中，芯片與功率級電路可能分別接收不同的電源。而當芯片本身的電源就緒并開始執(zhí)行軟啟動(soft-start)時，必須確認功率級電路的電源亦就緒。若芯片在功率級電路的電源未就緒的情況下便執(zhí)行軟啟動，整體電路可能因此受損。
針對上述問題，美國專利編號第US7233131號專利提出一種可偵測功率級電路電源是否就緒的切換調節(jié)電路。請參考圖1A，現有技術的切換調節(jié)電路10包含功率級電路11 ;以及控制芯片12，包括雙電源傳感器121 ;電流源122，用以進行過電流保護；第一比較器123 ;第二比較器124 ;第三比較器125 ;第一驅動閘極126 ;以及第二驅動閘極127?？刂菩酒?2產生測試訊號Vcl及Vc2，使功率級電路11的上橋元件UG導通(ON)且下橋元件LG關閉(OFF)，以致于第一比較器122可在上橋元件UG導通時通過比較中間電壓的分壓Vp與一過電流臨界電壓Voc來確認輸入電壓Vin是否已就緒。如圖IB所示，當輸入電壓Vin已就緒，功率級電路11的中間電壓Vph等于輸入電壓Vin，以致于其分壓Vp大于參考電壓Voc ;如圖IC所示，當輸入電壓Vin未就緒(Vin = O,如圖所示)且上橋元件UG導通時,功率級電路的中間電壓Vph等于輸入電壓Vin (等于地電位OV)，以致于其分壓Vp小于參考電壓Voc。因此，如適當安排偵測時機，例如圖中偵測訊號det所示，令上橋元件UG導通后對分壓Vp和過電流臨界電壓Voc的相對關系進行偵測，即可判斷出輸入電壓Vin是否就緒。但圖IC所示的情況為理想情況，實際上輸出電壓Vout不必然等于地電位0V。如圖ID所示的實際情況，當輸入電壓Vin未就緒(Vin浮動，如圖所示)且上橋元件UG導通時，功率級電路的中間電壓Vph等于輸出電壓Vout，此時由于功率級電路的輸出端Vout若有殘存電壓，則中間電壓Vph的分壓Vp就有可能大于參考電壓Voc。因此，現有技術便會在圖ID所示的情況當中誤判輸入電壓Vin已就緒，以致于控制芯片12仍然會在功率級電路11的電源未就緒的情況下執(zhí)行軟啟動，造成整體電路受損。有鑒于此，本發(fā)明即針對上述先前技術的不足，提出一種切換調節(jié)電路及其控制電路、及用于其中的輸入電壓偵測方法，可更正確的判斷功率級電路的輸入電壓Vin是否就緒。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種切換調節(jié)電路。本發(fā)明的另一目的是提出一種切換調節(jié)電路的控制電路。
本發(fā)明的再一目的是提出一種用于切換調節(jié)電路的輸入電壓偵測方法。為達上述目的，就其中一個觀點言，本發(fā)明提供了一種切換調節(jié)電路，包含一功率級電路，包括互相I禹接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并在該上橋元件與一下橋元件間的一節(jié)點處產生一中間電壓；以及一控制電路，此控制電路包括一開關操作電路，用以操作該功率級電路，其輸入一測試訊號至該上橋元件，以使該上橋元件導通一段時間后關閉；以及一比較器，于該上橋元件導通時間結束后，根據該中間電壓與一參考電壓的比較結果，產生一就緒訊號表示輸入電壓是否就緒。就另一個觀點言，本發(fā)明提供了一種切換調節(jié)電路的控制電路，該切換調節(jié)電路包含一功率級電路，其包括互相稱接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉換為 一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點處產生一中間電壓；該切換調節(jié)電路的控制電路包含一開關操作電路，用以操作該功率級電路，其輸入一測試訊號至該上橋元件，以使該上橋元件導通一段時間后關閉；以及一比較器，于該上橋元件導通時間結束后，根據該中間電壓與一參考電壓的比較結果，產生一就緒訊號表示輸入電壓是否就緒。
上述切換調節(jié)電路或控制電路中，可更進一步包含一過電流保護電路，且該比較器可包含一切換開關，使得該比較器可選擇性地接收該參考電壓或一過電流臨界電壓，與該中間電壓比較；當該比較器選擇性接收該過電流臨界電壓時，該比較器的輸出與該過電流保護電路f禹接。上述切換調節(jié)電路或控制電路中，該參考電壓宜具有以下關系0 >參考電壓
>-Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。就再一個觀點言，本發(fā)明提供了一種輸入電壓偵測方法，包含提供一功率級電路，包括互相I禹接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點處產生一中間電壓；產生一測試訊號至該上橋兀件，以使上橋元件導通一段時間；以及于該導通時間結束后，比較該中間電壓與一參考電壓，當該中間電壓為一負電壓，且其絕對值大于該參考電壓時，產生一就緒訊號，用以表不該輸入電壓已就緒。下面通過具體實施例詳加說明，當更容易了解本發(fā)明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
圖IA為現有技術的切換調節(jié)電路的示意圖；圖1B-1D顯示現有技術無法完全正確地偵測功率級電路的輸入電壓是否就緒；圖2A標出本發(fā)明的一個實施例；圖2B-2C顯示本發(fā)明可正確地偵測功率級電路的輸入電壓是否就緒；圖3A-3D顯示本發(fā)明如何偵測輸入電壓是否就緒；圖4標出本發(fā)明的另一個實施例；圖5A-5H標出功率級電路的數個實施例。圖中符號說明10，20 切換式調節(jié)電路11，21 功率級電路
12控制芯片121雙電源感應器122電流源123第一比較器124第二比較器125第三比較器126,223第一驅動閘極127,234第二驅動閘極
22控制電路221開關操作電路222比較器225過電流保護電路226，227 切換開關UG上橋元件LG下橋元件iL電流L電感Vug上橋節(jié)點Vccl芯片輸入電壓Vph中間電壓Vp中間電壓的分壓Voc過電流臨界電壓Vref參考電壓Vcl，Vc2 控制訊號Vin輸入電壓Vout輸出電壓
具體實施例方式請參考圖2A，本發(fā)明的切換調節(jié)電路20包含功率級電路21 ;以及控制電路22 (可與其它電路整合成一控制芯片)，包括開關操作電路221 ;比較器222 ;第一驅動閘223；以及第二驅動閘224。本發(fā)明不同于現有技術之處在于，比較器222的參考電壓設定位準和比較時機，皆與現有技術不同；詳言之，本發(fā)明先通過開關操作電路221產生測試訊號Vcl，使功率級電路11的上橋元件UG導通(ON) —段時間，再于上橋元件UG不導通(OFF)時比較中間電壓Vph (或中間電壓Vph的分壓)與一參考電壓Vref來確認輸入電壓Vin是否已就緒。測試訊號Vcl例如可根據電路啟動時的啟動重置訊號(Power On Reset)來產生。請參考圖3A-3D，以了解本發(fā)明如何正確無誤地確認輸入電壓Vin是否已就緒，其中，圖3A-3B顯示電壓Vin已就緒的情形，而圖3C-3D顯示電壓Vin未就緒的情形。如圖3A所示，若輸入電壓Vin已就緒且上橋元件UG因測試訊號Vcl而導通時(以上橋元件UG為NMOS晶體管為例，此時上橋節(jié)點Vug處于高電位)，電流iL將由功率級電路21的輸入端Vin流向功率級電路21的輸出端Vout，此時中間電壓Vph約等于輸入電壓Vin ;接著，如圖3B所示，當測試訊號Vcl結束后,上橋元件UG不導通(上橋元件UG為NMOS晶體管時,上橋節(jié)點Vug處于低電位)，此時由于電感L的效應，電流iL將由地電位經過下橋元件LG(下橋元件LG例如為圖標的晶體管，亦可為二極管)，進而流向輸出端Vout，此時中間電壓Vph與地電位的差值至少等于下橋元件LG晶體管中寄生的二極管的順向偏壓Vf。亦即，當輸入電壓已就緒，經過圖3A-3B的測試步驟使上橋元件UG導通再關閉后，中間電壓Vph將為一負電壓且其絕對值至少等于二極管的順向偏壓Vf。圖3C-3D顯示在輸入電壓Vin未就緒且功率級電路21的輸出端Vout有殘存電壓的情況。如圖3C所示，當上橋元件UG開關因測試訊號Vcl而導通時，電流iL將由功率級電路21的輸出端Vout流向輸入端Vin，此時中間電壓Vph約等于輸出電壓Vout ;接著，如圖3D所示，當測試訊號Vcl結束后，上橋元件UG不導通，此時電流iL仍然繼續(xù)由輸出端Vout經過上橋元件UG晶體管寄生的二極管，流向輸入端Vin。因此，中間電壓Vph至少等于輸入電壓Vin加上上橋元件UG晶體管中寄生的二極管的順向偏壓Vf (Vph = Vin+Vf)，因輸入電 壓Vin至少為零而不為負值，故中間電壓Vph為正值(即Vph > O > -Vf)。又，在輸入電壓Vin未就緒且輸出端Vout沒有殘存電壓的情況下，當上橋元件UG開關因測試訊號Vcl而導通時，電感兩端沒有電壓差，因此不會產生電感電流，而當測試訊號Vcl結束后，上橋元件UG不導通，此時仍然沒有電流，故中間電壓Vph為O。綜合以上三種情況，可根據下列方式判斷輸入電壓Vin是否就緒
權利要求
1.一種切換調節(jié)電路，其特征在于，包含 一功率級電路，包括互相稱接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點處產生一中間電壓；以及 一控制電路，包括 一開關操作電路，用以操作該功率級電路，其輸入一測試訊號至該上橋元件，以使該上橋元件導通一段時間后關閉；以及 一比較器，于該上橋元件導通時間結束后，根據該中間電壓與一參考電壓的比較結果，產生一就緒訊號表示輸入電壓是否就緒。
2.如權利要求I所述的切換調節(jié)電路，其中，該參考電壓具有以下關系0>參考電壓>-Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。
3.如權利要求I所述的切換調節(jié)電路，其中，該比較器更包含一切換開關，使得該比較器可選擇性地接收該參考電壓或一過電流臨界電壓，與該中間電壓比較。
4.如權利要求3所述的切換調節(jié)電路，其中，還包含有一過電流保護電路，當該比較器選擇性接收該過電流臨界電壓時，該比較器的輸出與該過電流保護電路耦接。
5.如權利要求I所述的切換調節(jié)電路，其中，該功率級電路包括降壓轉換電路、升壓轉換電路、或升降壓轉換電路。
6.一種切換調節(jié)電路的控制電路，該切換調節(jié)電路包含一功率級電路，其包括互相耦接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋元件間的一節(jié)點處產生一中間電壓；其特征在于，該切換調節(jié)電路的控制電路包含 一開關操作電路，用以操作該功率級電路，其輸入一測試訊號至該上橋元件，以使該上橋元件導通一段時間后關閉；以及 一比較器，于該上橋元件導通時間結束后，根據該中間電壓與一參考電壓的比較結果，產生一就緒訊號表示輸入電壓是否就緒。
7.如權利要求6所述的切換調節(jié)電路的控制電路，其中，該參考電壓具有以下關系0>參考電壓> -Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。
8.如權利要求6所述的切換調節(jié)電路的控制電路，其中，該比較器還包含一切換開關，使得該比較器可選擇性地接收該參考電壓或一過電流臨界電壓，與該中間電壓比較。
9.如權利要求8所述的切換調節(jié)電路的控制電路，其中，還包含有一過電流保護電路，當該比較器選擇性接收該過電流臨界電壓時，該比較器的輸出與該過電流保護電路耦接。
10.一種輸入電壓偵測方法，其特征在于，包含 提供一功率級電路，包括互相稱接的一上橋兀件與一下橋兀件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并在該上橋兀件與一下橋兀件間的一節(jié)點處產生一中間電壓； 產生一測試訊號至該上橋元件，以使上橋元件導通一段時間；以及 于該導通時間結束后，比較該中間電壓與一參考電壓，當該中間電壓為一負電壓，且其絕對值大于該參考電壓時，產生一就緒訊號，用以表示該輸入電壓已就緒。
11.如權利要求10所述的輸入電壓偵測方法，其中，該參考電壓具有以下關系0>參考電壓> -Vf，其中Vf為二極管的順向偏壓。
全文摘要
本發(fā)明提出一種切換調節(jié)電路，包含功率級電路，包括互相耦接的一上橋元件與一下橋元件，以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并在該上橋元件與一下橋元件間的一節(jié)點處產生一中間電壓；以及一控制電路，此控制電路包括一開關操作電路，用以操作該功率級電路，其輸入一測試訊號至該上橋元件，以使該上橋元件導通一段時間后關閉；以及一比較器，于該上橋元件導通時間結束后，根據該中間電壓與一參考電壓的比較結果，產生一就緒訊號表示輸入電壓是否就緒。
文檔編號H02M3/155GK102868288SQ20111019395
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權日2011年7月7日
發(fā)明者汪若瑜, 溫偉智 申請人:立锜科技股份有限公司